בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
דף הבית   |   על בשער   |   פעילויות בשער   |   ספר אורחים   |   צור קשר      רשימת תפוצה
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     אסטרופיזיקה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     כימיה
     פרקינסון
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 > בשער האזרחות
 
 
 > הרצאות מומחים ברשת
 
 
 > רשימת תפוצה
 
 > חתום בספר האורחים
 
 > כניסה לשואלים רשומים
 
 
 > English
 
שאלה מספר 9298 - שינוי באנתלפיה בתהליכי שריפה של כהלים תאריך: 11/5/2017
תחומי דעת:  כימיה  

שלום,

במסגרת ניסוי "נחש שחור" (סוכר וסודה לשתיה הנשרפים כתוצאה מבערה של אתאנול ויוצרים מעין נחש), רצינו לבדוק את השפעת חומר הבעירה על אורך הנחש שמתקבל. ההנחה הייתה שכהלים שונים (אתאנול, מתנול, איזופרופיל וכו') בתהליכי השריפה שלהם יפלטו כמות שונה של אנרגיית חום, וכתוצאה מכך כמות שונה של סוכר וסודה לשתיה יתפרקו ואורך הנחש יהיה שונה. לא הצלחנו למצוא נתונים על כמות האנרגיה שתיפלט בשריפה של כהלים שונים... האם ניתן לקבל עזרה בכך?

תודה מראש!

תשובה מאת: פרופ' שמואל שפרן
   

שלום רב,

כך מחשבים את כמות האנרגיה הנפלטת בשריפה:

בעירה (שריפה) הוא תהליך אקסותרמי (תהליך המשחרר יותר אנרגיה מן האנרגיה המושקעת בהפעלתו), בו חומר מגיב עם חמצן (O2).

בבעירה מלאה, החומר הבוער מגיב עם חמצן ליצירת מספר מוגבל של תחמוצות יציבות[1] בפרט, בבעירה מלאה של כהלים שונים, הכהלים מגיבים עם חמצן ליצירת פחמן דו-חמצני (CO2 ) ומים (H2O).

לדוגמא, בתהליך בעירה של אתנול C2H5OH:

C2H5OH+ 3O2à 2CO2+ 3H2O

  • כיצד ניתן לחשב את כמות האנרגיה שנפלטת בשריפה של כהלים שונים?

לשם כך עלינו לחשב את השינוי באנתלפיה (∆H) כתוצאה מתהליך השריפה[2].

דבר זה נעשה באמצעות חוק הס: שינוי האנתלפיה בתגובה (∆H)  שווה להפרש בין חום היצירה של התוצרים לחום היצירה של המגיבים. כאשר חום היצירה מוגדר כשינוי באנתלפיה במהלך יצירת 1mole של חומר מיסודותיו במצבם הטבעי[3] (כפי שמופיעים בטבע) ובלחץ של 1atm :

∆H= ∑n∆Hf, products - ∑n∆Hf, reactants

כאשר:

  • n-  מספר המולים של כל חומר המשתתף בריאקציה (כפי שמתקבל מהמשוואה הסטויכומטרית המאוזנת).
  • ∆Hf, reactants  -  חום היצירה של המגיבים.
  • ∆Hf, products - חום היצירה של התוצרים.
  • את ערכי חום היצירה ∆Hf ניתן לקחת מטבלאות נתונים תרמודינמיים (כמו הקובץ שצירפתי למייל או מתוך האינטרנט, לדוגמא- https://chem.libretexts.org/Reference/Reference_Tables/Thermodynamics_Tables/T1%3A_Standard_Thermodynamic_Quantities

נראה דוגמא:

נעזר בחוק הס לחישוב כמות האנרגיה שנפלטת בשריפה של אתנול-

C2H5OH(l) + 3O2(g)à 2CO2(g)+ 3H2O(g)

∆H= ∑n∆Hf, products - ∑n∆Hf, reactants

∆H= 2)mol*∆Hf, CO2(g) + 3mol*∆Hf, H2O(g)( - 1)mol*∆Hf, C2H5OH(l)  + 3mol*∆Hf, O2(g) (

∆H= {2mol*(−393.5 kJ/mol)+ 3mol*(−241.8 kJ/mol)}-{1mol*( −277.6 kJ/mol) + 3mol*(0)}

∆H=-1234.8kJ

 
 

מולקולת חמצן O2(g) נמצאת במצבה הטבעי ולכן חום היצירה שלה הוא 0.

 



[1]  בעירה חלקית תתרחש כאשר אין מספיק חמצן בתגובה כדי לחמצן באופן מלא את המגיבים, או כאשר הטמפרטורה נמוכה מדי. במקרה כזה מתקבלים מגוון תוצרים מחומצנים חלקית, כמו פחמן חד-חמצני עבור בעירה של פחמימן

[2] בתהליכים המתרחשים בלחץ קבוע (לדוגמא, תהליך השריפה מתרחש בלחץ האטמוספירה 1atm), השינוי באנתלפיה נותן את כמות החום שזרמה אל המערכת (או ממנה, אם השינוי שלילי).

 [3] לדוגמא- תהליך היצירה של פחמן דו-חמצני מיסודותיו במצבם הטבעי   C(s), graphite+ O2(g) à CO2(g)


בנוסף, מצורפת כאן טבלה עם נתונים שונים אשר יכולה לעזור ...

שיהיה בהצלחה,

אריאל

דוקטורנט במעבדתו של

פרופ' שמואל שפרן
הפקולטה לכימיה
מכון ויצמן למדע

הוסף תגובה הדפס שאלה      שלח לחבר      שאלות מועדפות
שלח שאלה למומחה   |   שמור כדף הבית   |   הוסף למועדפים   |   תנאי שימוש באתר   |   Powered By Art-Up